Полиэлектролиты

 

 

Полиэлектролиты – это природные и синтетические полимерные соединения с ионогенными функциональными группами в составе, которые способны диссоциировать на ионы в водных растворах.

Полиэлектролиты вызывают растущий практический интерес и являются представителями класса органических веществ, не находящихся в природе в чистом виде. Их можно только синтезировать с помощью методов полимеризации.

img0.jpg

Область применения и виды

При электролитическом распаде молекулы полиэлектролита образуется одна сложная заряженная молекула и большое число простых ионов. В зависимости от заряда основной макромолекулы полиэлектролиты бывают:

  • катионные (положительный заряд макромолекулы) или полиоснования;
  • анионные (отрицательный заряд макромолекулы) или поликислоты;
  • полиамфолиты (молекула полимера содержит и положительные, и отрицательные заряды).

По назначению полиэлектролиты делятся на:

  • коагулянты: дестабилизируют коллоидную смесь и способствуют образованию микрохлопьев из взвешенных частиц;
  • флокулянты: способствуют образованию агрегатов из коллоидных частиц вокруг макромолекулы полимера.

Применение полиэлектролитов разнообразно и затрагивает практически все хозяйственные отрасли.

5264737.jpg

  • Применяются в качестве коагулянтов и флокулянтов при очистке промышленных и бытовых стоков.
  • Для стабилизации коллоидных суспензий, эмульсий и пен.
  • В сельском хозяйстве используются для структурирования почв в борьбе с ветровой и водной эрозией.
  • В целлюлозно-бумажной индустрии их применяют для улучшения свойств волокон и бумаги.
  • Интенсифицируют процессы обезвреживания сточных вод нефтеперерабатывающей промышленности, применяются для стабилизации буровых жидкостей и повышения нефтеотдачи.
  • В медицине с их помощью очищают растворы антибиотиков, создают на их основе вакцины.
  • Стабилизируют коллоидные дисперсии в пищевой и парфюмерной промышленности.
  • Являются средствами для снижения жесткости воды.
  • Используются как добавки к ПАВ.
  • Применяются в качестве коагулянтов для осаждения латекса при получении синтетического каучука.
  • Сшитые полиэлектролиты служат ионообменными материалами.

Описание и основные характеристики

Наиболее эффективны синтетические высокополимеризованные полиэлектролиты с большой молекулярной массой и линейным строением.

Типичные ионогенные группы: карбоксильная ─ COOН , фосфатная >PO3H, сульфо-группа ─SO3H. Эти группы входят в состав полиэлектролитов с кислотными свойствами. Наиболее распространенные полиоснования – полиамины: первичные ─NH2, вторичные ─NRH или третичные ─N(R)2.

Для синтеза полиэлектролитов применяют все методы получения полимеров: полимеризацию, поликонденсацию, сополимеризацию.

Полиэлектролиты обладают важными свойствами неионогенных полимеров и низкомолекулярных электролитов. Они характеризуются высокой вязкостью, как все полимеры, и отличные проводники электрического тока, как электролиты.

 

Эффективность очистки и стабилизации коллоидных растворов синтетическими полиэлектролитами находится в зависимости от многих факторов:

  • природы и количества добавляемого полимера: рекомендуемое количество составляет 0,4-2%;
  • его молекулярной массы: частицы размером до 50 нм, флоккулируются с наибольшей скоростью и эффективностью;
  • заряда полимера: для агрегации органических взвешенных веществ используют катионные реагенты, а для неорганических взвесей – анионные;
  • условий добавления коагулянтов;
  • концентрации коллоидных частиц и их физико-химических свойств;
  • рН: полиэлектролиты имеют наибольшую эффективность в щелочной среде с промежуточным уровнем рН; в среде с уровнем pH ниже 4,5 их эффективность утрачивается;
  • температуры: при низких значениях процесс агрегации ухудшается;
  • электропроводности воды.

По сравнению с неорганическими полиэлектролиты характеризуются рядом преимуществ:

  • обеспечивают стабилизацию растворов при значительно меньших количествах реагента;
  • работают в большом диапазоне рН;
  • увеличивают скорость разделения жидкой и твердой фаз;
  • не меняют рН получаемого раствора;
  • не минерализуют очищаемый раствор ионами металлов.

Flocculation.jpg

Рекомендации по использованию и хранению

Синтетические полиэлектролиты – устойчивые соединения. Способны сохранять свои полезные свойства в течение месяцев. Находясь в растворе при химическом и физическом воздействии, полимеры склонны к деструкции в результате реакции гидролиза, скорость протекания которого зависит от рН, химической природы и ионной формы полимерной молекулы.

При работе с синтетическими полиэлектролитами необходимо контролировать:

  • качество вводимого реагента;
  • физико-химические параметры очищаемого раствора;
  • выбор необходимой дозировки полиэлектролита;
  • соответствие технологического процесса требованиям, установленным в технических инструкциях;
  • эффективность очистки;
  • соблюдение мер по обеспечению безопасности труда работников.

Качество полиэлектролитов должно подтверждаться:

  • протоколом анализа от изготовителя;
  • паспортом безопасности синтетического полиэлектролита;
  • санитарно-эпидемиологическим заключением, выданным в установленном порядке.

При контакте с полиэлектролитами все работники должны быть обеспечены специальной одеждой и средствами индивидуальной защиты в соответствии с ГОСТ 12.4.011.

Хранить полиэлектролиты необходимо в крытых складских помещениях, защищенных от воздействия влаги и попадания прямых солнечных лучей. Место хранения должно быть сухим и чистым с температурным режимом до +40 ºС. Полиэлектролиты хранят в закрытых емкостях с эмалевым или полимерным покрытием, в емкостях из нержавеющей стали.

Меры предосторожности

Полиэлектролиты относятся к малотоксичным веществам. Это негорючие, взрывобезопасные соединения. Соблюдение особых мер предосторожности не требуют.

Синтетические полиэлектролиты обладают небольшой токсичностью и мало опасны при попадании внутрь организма. Следует знать, что:

  • с увеличением молекулярной массы полимера уменьшается их токсичность;
  • чем больше заряд, тем выше биологическая активность полиэлектролитов, при этом реагенты катионной природы оказывают более выраженное действие на организм, чем анионные;
  • потенциальная опасность полиэлектролитов определяется содержанием в конечном продукте мономеров и примесей, которые могут отдаленно воздействовать на организм.

В случае попадания реагента на слизистые оболочки или при проглатывании необходимо обратиться к врачу. В случае контакта с глазами – обильно промыть водой, при попадании на кожу – водой с мылом.

Если произошла утечка коагулянта, его необходимо собрать для последующей утилизации и не допустить попадания в канализацию.

Варианты упаковки и поставки

Синтетические органические полиэлектролиты выпускают в форме:

  • сухого порошка,
  • гранул,
  • окатышей,
  • водных растворов,
  • водорастворимых гелей,
  • масляной водной суспензии.

В зависимости от формы выпуска полиэлектролиты поставляют:

  • гели – в пленочных, полиэтиленовых мешках, уложенных в набивные барабаны или деревянные бочки;
  • гранулы и порошки упаковывают в бумажные мешки;
  • эмульсии разливают в пластиковые емкости объемом от 50 до 220 л, контейнеры объемом 1м3с металлической обрешеткой, полимерные или металлические бочки, вагоны-цистерны.

Транспортировку полиэлектролитов осуществляют железнодорожным путем в цистернах или вагонах, автомобильным транспортом в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки опасных грузов, действующими на этом виде транспорта.

top: 
1

оставьте телефон и получите консультацию о наших товарах и услугах

Партнеры

Остались вопросы?
Свяжитесь с нами:

   +8 800 5503 102

Контактная информация

   info@dominant102.ru